JP4786828B2 - ラップ盤 - Google Patents
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Description
【発明が属する技術分野】
本発明は、例えば、ボールネジ・ボールナット機構を構成するボールナットの内径面にラップ仕上加工を施すのに好適なラップ盤に係り、特に、簡単な作業で所望のラップ仕上加工を行うことを可能にするものに関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、アクチュエータの駆動機構としてボールネジ・ボールナット機構がある。この種のボールネジ・ボールナット機構は、ボールネジとこのボールネジに螺合するボールナットとから構成されていて、サーボモータによってボールネジを回転させることによりその回転を規制されるボールナットを一軸方向に往復動させるものである。又、そのボールナットに様々な機器が搭載されることになる。
【0003】
上記ボールネジやボールナットはそれぞれ専用の加工機によって製造され、その後ラップ仕上加工によってそのねじ面等が仕上げられることになる。この種のラップ仕上加工は熟練した作業員が手作業によって行っているものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の構成によると次のような問題があった。
すなわち、従来の場合には作業員の手作業によってラップ仕上加工を行っており、そのため作業の効率が低く、それが原因してコストを上昇させてしまうという問題があった。
又、その種の作業には熟練を要するという問題もあり、作業員の確保が困難であるという問題もあった。
【0005】
本発明はこのような点に基づいてなされたものでその目的とするところは、ラップ仕上加工の作業の省力化を図り、それによって、作業効率の向上及びコストの低減を図ることが可能なラップ盤を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するべく本願発明の請求項1によるラップ盤は、基台と、上記基台上に設けられ正転・逆転可能な駆動モータと、上記基台上に設けられ上記駆動モータによって正転・逆転されラップ仕上げ用ねじ部を備えたラップ工具と、上記基台上であって上記ラップ工具に対向する側に配置されねじ部を有するラップ仕上対象物を保持するチャック手段と、上記ラップ工具側と上記チャック手段側とを相対的に離接させる駆動手段と、を具備し、上記ラップ工具のラップ仕上げ用ねじ部を上記ラップ仕上げ対象物のねじ部に螺合させながら進退させることにより上記ラップ仕上げ対象物のねじ部にラップ仕上げ加工を施し、上記ラップ仕上加工開始時に上記ラップ工具とラップ仕上対象物を相対的に接近させ、上記ラップ工具がラップ仕上対象物に当接したことを検知して送り動作を停止し、上記ラップ工具を回転させることによりラップ工具のラップ仕上げ用ねじ部とラップ仕上対象物のねじ部を螺合させて位置決めを行い、 上記位置決めが完了したことを検知してラップ工具の回転と送り動作を再開してラップ仕上加工を施すようにしたことを特徴とするものである。
又、請求項2によるラップ盤は、請求項1記載のラップ盤において、上記駆動手段は上記駆動モータの回転を上記チャック手段側に伝達して駆動モータの正転・逆転に対応して上記チャック手段を往動・復動させるものであることを特徴とするものである。
又、請求項3によるラップ盤は、請求項1記載のラップ盤において、上記駆動手段は上記駆動モータと上記ラップ工具を往復動させるものであることを特徴とするモノデアル。
又、請求項4によるラップ盤は、請求項1〜請求項3の何れかに記載のラップ盤において、ラップ盤は横型であることを特徴とするものである。
又、請求項5によるラップ盤は、請求項1〜請求項3の何れかに記載のラップ盤において、ラップ盤は縦型であることを特徴とするものである。
又、請求項6によるラップ盤は、請求項1〜請求項5の何れかに記載のラップ盤において、上記ラップ工具はねじ状のラップバーであり、上記チャック手段側にラップ仕上対象物としてのナットを取り付け、上記ラップバーによって上記ナットにラップ仕上加工を施すものであることを特徴とするものである。
又、請求項7によるラップ盤は、請求項1〜請求項5記載の何れかに記載のラップ盤において、上記ラップ工具はナット状のものであり、上記チャック手段側にラップ仕上対象物としてのねじを取り付け、上記ラップ工具によって上記ねじにラップ仕上加工を施すものであることを特徴とするものである。
又、請求項8によるラップ盤は、請求項1〜請求項7の何れかに記載のラップ盤において、上記駆動伝達手段はボールネジ・ボールナット機構を備えるものであることを特徴とするものである。
又、請求項9によるラップ盤は、請求項1〜請求項8の何れかに記載のラップ盤において、ラップ仕上動作時のトルクを検出するトルク検出手段と、該トルク検出手段の検出信号に基づいて駆動モータの正転・逆転の切換と回転数を制御する制御手段と、が設けられていることを特徴とするものである。
又、請求項10によるラップ盤は、請求項1〜請求項9の何れかに記載のラップ盤において、ラップ工具の径を調整可能としたことを特徴とするものである。
又、請求項11によるラップ盤は、請求項9記載のラップ盤において、ラップ工具を正転させた状態でラップ仕上対象物方向に送りラップ仕上加工を施し、 該送り動作時にトルクが予め設定された設定値を超えた場合にはラップ工具を逆転させた状態で戻し、該戻し動作時にトルクが予め設定された設定値を超えた場合にはラップ工具を正転させた状態で送り、以下、正転・送り動作時及び逆転・戻し動作時の両方においてトルクを監視しながら適宜切り換えてラップ仕上加工を施すようにしたことを特徴とするものである。
【0007】
すなわち、本願発明によるラップ盤の場合には、基台上に配置された駆動モータを正転させることによりラップ工具を同方向に回転させる。又、ラップ工具側とチャック手段側とは駆動手段によって相対的に離接するようになっており、これを相対的に接近させることにより、チャック手段に保持されているラップ仕上対象物を正転しているラップ工具に関わらせてラップ仕上加工を施すものである。又、駆動モータを適宜正転・逆転させると共にラップ工具側とチャック手段側とを駆動手段によって相対的に離接させながら所望のラップ仕上加工を行っていく。
その際、駆動手段としては、上記駆動モータの回転を上記チャック手段側に伝達して駆動モータの正転・逆転に対応して上記チャック手段を往動・復動させるものとしたり、或いは、上記駆動モータと上記ラップ工具を往復動させるものとすることが考えられる。
又、ラップ盤としては横型の場合と縦型の場合とが考えられる。
又、上記ラップ工具をねじ状のラップバーとし、上記チャック手段側にチャックされるラップ仕上対象物をナットとすることが考えられる。
逆に、上記ラップ工具をナット状のものとし、上記チャック手段側にラップ仕上対象のねじを取り付け、ナット状のラップ工具によって上記ねじにラップ仕上加工を施す構成が考えられる。
又、上記駆動伝達手段としてはボールネジ・ボールナット機構を備えるものが考えられる。
又、ラップ仕上動作時のトルクを検出するトルク検出手段と、該トルク検出手段の検出信号に基づいて駆動モータの正転・逆転、回転数を制御する制御手段とを設けることが考えられ、この場合には、ラップ仕上加工時におけるトルクを検出しながら駆動モータの正転・逆転及び回転数を自動的に制御するものである。
又、ラップ工具の径を調整可能とすることが考えられる。
又、ラップ工具を正転させた状態でラップ仕上対象物方向に送りラップ仕上加工を施し、該送り動作時にトルクが予め設定された設定値を超えた場合にはラップ工具を逆転させた状態で戻し、該戻し動作時にトルクが予め設定された設定値を超えた場合にはラップ工具を正転させた状態で送り、以下、正転・送り動作時及び逆転・戻し動作時の両方においてトルクを監視しながら適宜切り換えてラップ仕上加工を施すようにすることが考えられる。
又、本願発明によるラップ盤の運転方法は、ラップ工具を弾性部材を介して上下動可能に弾圧・垂下した状態で取り付け、ラップ仕上加工開始時上記ラップ工具を下方のラップ仕上対象物方向に送り、上記ラップ工具がラップ仕上対象物に当接したことを検知して送り動作を停止し、上記ラップ工具を回転させることによりラップ工具とラップ仕上対象物の位置決めを行い、上記位置決めが完了したことを検知してラップ工具の回転と同期させながら送り動作を再開してラップ仕上加工を行うようにしたものであり、それによって、簡単な方法によってラップ工具とラップ仕上対象物との位置決めを行うことができ、ラップ工具とラップ仕上対象物の間の位置ずれに起因した損傷等を確実に防止することができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、図1乃至図6を参照して本発明の第1の実施の形態を説明する。図1は本実施の形態によるラップ盤の正面図であり、図2は本実施の形態によるラップ盤の平面図であり、図3はラップ盤の側面図である。この第1の実施の形態の場合には横型のラップ盤を例に挙げて示すものである。
【0009】
まず、基台1があり、この基台1上であって、図中右端には駆動モータ3が設置されている。上記駆動モータ3の回転軸3aにはカップリング機構5を介してシャフト7が連結されている。上記シャフト7は軸受部材9によって回転可能に支持されている。又、上記シャフト7にはスピンドル11が連結されていて、このスピンドル11にはラップバー取付ホルダ13が連結されている。上記ラップバー取付ホルダ13にラップ工具としてのラップバー15が取り付けられているものである。
【0010】
上記基台1上であって上記ラップバー15に対向する側(図中左側)にはチャック手段17が図中左右方向に往復動可能に設置されている。このチャック手段17は、図4にも示すように、3個の爪17aを備えた三爪式のチャック機構であり、ラップ仕上対象物であるボールナット19(図6に示す)を保持するものである。上記チャック手段17は駆動伝達手段21によって往復動するように構成されている。
【0011】
すなわち、既に述べたシャフト7にはギヤ23が固着されている。このギヤ23にはギヤ25が噛合しており、そのギヤ25にはギヤ27が噛合している。上記ギヤ27は上記シャフト7に対して平行に配置された別のシャフト29に固着されている。このシャフト29には別のシャフト30がカップリング32を介して連結されている。上記シャフト29は軸受部材31によって回転可能に支持されている。又、上記シャフト30は軸受部材33、34によって回転可能に支持されている。又、上記シャフト30の図中左側はボールネジ35となっていて、このボールネジ35にはボールナット37が螺合している。前記チャック手段17はこのボールナット37に固定されているものである。
【0012】
又、チャック手段17と基台1との間にはガイド機構39が設けられている。すなわち、図3及び図4に示すように、このガイド機構39は基台1側に敷設された一対のレール41、41と、チャック手段17側に取り付けられた一対のガイド部材43、43とから構成されている。上記ガイド部材43、43は上記レール41、41に移動可能に係合している。
【0013】
そして、駆動モータ3が正転することにより(図1中矢印a方向)、ギヤ23、25、27を介してシャフト29、30が同方向に回転する。それによって、ボールネジ35を介してボールナット37が図中右方向に往動することになり、それに伴ってチャック手段17も上記ガイド機構39を介して同方向に往動する。逆に、駆動モータ3が逆転することにより(図1中矢印b方向)、ギヤ23、25、27を介してシャフト29、30が同方向に回転する。それによって、ボールネジ35を介してボールナット37が図中右方向に復動することになり、それに伴ってチャック手段17も上記ガイド機構39を介して同方向に復動する。
【0014】
図1に示すように、既に説明したシャフト7にはトルク検出手段51が取り付けられている。このトルク検出手段51によってラップ仕上加工時のトルクを検出し、その検出信号S51を制御手段53に出力する。制御手段53は入力した検出信号S51に基づいて駆動モータ3に制御信号S53を出力する。それによって、駆動モータ3の正転・逆転を制御すると共に回転数を制御するものである。
【0015】
ラップバー15であるが、これは図5に示すような形状をなしている。一方、ラップ仕上対象物としてのボールナット19は、図6に示すような形状になっている。ボールナット19の内周面にはネジ溝19aが形成されている。このネジ溝19aの面をラップバー15のねじ山部15a及び図示しない砥粒によってラップ仕上加工を行うものである。
【0016】
具体的には、ラップバー15の表面に砥粒(例えば、ダイヤモンドの粒)を付着させて回転させる。そこにボールナット19を螺合させながら移動させていくものである。それによって、ボールナット19のネジ溝19aがラップバー15のねじ山部15a及び砥粒によって仕上げられることになる。
尚、ラップバー15の外表面には上記したように砥粒が付着されているが、この場合砥粒を付着させる方法として「固定式」と「遊離式」とがある。固定式としては、例えば、電着方式や接着剤方式があり、砥粒をこれらの方式によってラップバー15の外表面に付着・固定させておくものである。これに対して、遊離式の場合には、ラップ仕上加工時に砥粒をラップバー15の外表面に移動可能な状態で付着させるものである。
【0017】
以上の構成を基にその作用を説明する。
まず、ラップ仕上対象物としてのボールナット19をチャック手段17に取り付ける。次に、駆動モータ3を正転させる。この駆動モータ3の正転によって砥粒が付着したラップバー15が同方向に回転することはもとより、駆動伝達手段21を介してチャック手段17が往動する。このチャック手段17の往動によりボールナット19は図中右方向、すなわち、ラップバー15方向に移動していき、ラップバー15に螺合していく。それによって、ボールナット19のネジ溝19aのラップ仕上加工が行われることになる。
【0018】
ボールナット19がラップバー15に螺合していく際、ボールナット19側の内径の大小によって発生するトルクが変化する。すなわち、内径が大きい箇所では発生するトルクは小さなものとなり、逆に内径が小さい箇所がある場合にはラップ仕上加工時の抵抗が大きくなるのでトルクが増大することになる。このようなトルクの変化はトルク検出手段51によって常時検出されていて検出信号S51として制御手段53に出力されている。そして、トルクが予め設定された値を超えた場合には、制御手段53は駆動モータ3に制御信号S53を出力して逆転動作を行わせる。
【0019】
上記駆動モータ3の逆転によりチャック手段17側は復動していく。つまり、ボールナット19がラップバー15より離間していく方向に移動する。そして、上記制御信号S53に基づいて駆動モータ3の回転数がおとされると共に再度正転する。つまり、回転数をおとした状態で再度ラップ仕上げを行うものである。
以下、回転数を調整しながら正転・逆転を適宜繰り返しながらボールナット19のネジ溝19aに対して所望のラップ仕上加工を施していくものである。
【0020】
以上、本実施の形態によると次のような効果を奏することができる。
まず、ボールナット19のネジ溝19aのラップ仕上加工作業の省力化を図ることができる。それによって、作業効率を向上させてコストの低減を図ることができる。
又、従来のように熟練した作業員を要することもない。
又、この実施の形態の場合には、ラップ仕上加工時のトルクを検出してそれに基づいて駆動モータ3の正転・逆転、回転数を自動的に制御するようにしているので、作業の殆どを自動化することができ、上記効果をより高めることができる。
尚、制御の内容に関しては様々なものが考えられる。
【0021】
次に、図7乃至図18を参照して本発明の第2の実施の形態を説明する。前記第1の実施の形態の場合には、横型のラップ盤を例に挙げて説明したが、この第2の実施の形態では、縦型のラップ盤を例に挙げて示すものである。以下詳細に説明する。
【0022】
まず、図7乃至図9を参照してラップ盤全体の構成を説明する。基台101があり、この基台101にはチャック手段103が設置されている。このチャック手段103は3爪式であって3個のチャック爪103aを備えている。このチャック手段103によって、例えば、ラップ仕上対象物としてのボールナット105を保持するものである。
尚、図7に示すラップ仕上対象物としてのボールナット105は、前記第1の実施の形態の説明において図6に示したものと同じである。
【0023】
上記基台101には支柱107が立設されている。この支柱107にはスライド台109が上下方向にスライド可能に取り付けられている。すなわち、図8に示すように、支柱107の側面には一対のレール111、113が敷設されている。一方、スライド台109側には上記レール111、113に対して移動可能に係合するガイド部材115が左右に2個ずつ取り付けられている。スライド台109は上記ガイド部材115を介して一対のレール111、113に沿って上下方向にスライドするものである。
【0024】
上記スライド台109はサーボモータ117によって駆動される。このサーボモータ117の回転軸には図示しないボールネジが連結されている。又、このボールネジには図示しないボールナットが螺合していて、このボールナットに上記スライド台109が固着されているものである。よって、サーボモータ117が適宜の方向に回転することによりボールネジが同方向に回転し、それによって、回転を規制されているボールナットが上下何れかの方向に移動する。このボールナットの移動に伴ってスライド台109も同方向に移動するものである。
【0025】
上記スライド台109には、図7に示すように、バランサ117が連結されている。すなわち、回転体119、121が配置されていて、これら回転体119、121には紐体123が巻回されている。この紐体123の一端はスライド台109に連結されていて他端が上記バランサ117に連結されている。又、図7では片側の構成のみを示しているが、反対側にも同様の構成をなす回転体119、121と紐体123が設置されていて、この紐体123の一端はスライド台109に連結されていて他端が上記バランサ117に連結されている。そして、このバランサ117によってスライド台109のスライド時の安定性を図るようにしている。
【0026】
上記スライド台109にはスピンドル機構25が設置されていて、このスピンドル機構25にはラップバーホルダ(フローティング部)127が取り付けられている。このラップホルダ127にはラップ工具としてのラップバー129(図10に示す)が着脱可能に取り付けられている。上記スライド台109には、図8に示すように、トルク検知式サーボモータ131が搭載されていて、上記スピンドル機構125のスピンドルシャフト(図14に符号171で示す)はこのトルク検知式サーボモータ131により正転・逆転駆動されるようになっている。上記トルク検知式サーボモータ131によりスピンドルシャフト171を回転させ、且つ、検出されるトルクに応じて正転・逆転の切換、回転数の調整を行うものである。
尚、トルク管理に基づく正転・逆転の切換及び回転数の調整に関しては追って詳細に説明する。
【0027】
上記ラップバー129は図10に示すような構成になっている。まず、ラップバー本体133があり、このラップバー本体133は中空状をなしていて中空部135を有していると共に外周面にはラップ仕上対象物であるボールナット105の溝の形状に対応するねじ部137が形成されている。
【0028】
上記ラップバー本体133の中空部135内にはラップ径調整部材139が挿入されている。このラップ径調整部材139はラップバー本体133の雌ねじ部141に螺合する螺部143と、この螺部143に一体に設けられたラップ径調整部145とから構成されている。このラップ径調整部145はその先端部が先細りのテーパ形状になっている。そして、上記ラップ径調整部材139をラップバー本体133の中空部135内にねじ込んでいくことにより、絞り部135aを介してラップバー本体133側を拡径させるものであり、逆に、上記ラップ径調整部材139をラップバー本体133の中空部135内より引き抜いていくことにより、絞り部135aを介してラップバー本体133側を縮径させるものである。
【0029】
又、上記ラップ径調整部材139を回転駆動させるのが、図7に示すラップ径調整用ステッピングモータ147である。このラップ径調整用ステッピングモータ147によって上記ラップ径調整部材139を回転駆動し、それによって、ラップバー本体133のラップ径を調整するものである。
尚、図中符号151はクーラントタンク、符号153はクーラントポンプ、符号155はマグネットセパレータ、符号157は操作盤、符号159は制御盤である。
【0030】
次に、既に説明したラップバーホルダ127及びその近傍の構成を図11乃至図14を参照して詳細に説明する。図14に示すように、まず、スピンドルシャフト171があり、このスピンドルシャフト171は、軸受部材173及び図示しない他の軸受部材によって回転可能に取り付けられている。上記スピンドルシャフト171にはカップリング175を介して別のシャフト177が連結されている。又、上記スピンドルシャフト171にはフランジ部材179が複数本のボルト181によって取付・固定されており、又、このフランジ部材179には筒部材183が複数本のボルト185によって取付・固定されている。
【0031】
上記カップリング175と筒部材183との間にはコイルスプリング保持部材187が配置されている。又、シャフト177の外周側には筒部材189が配置されていて、この筒部材189の鍔部191と上記コイルスプリング保持部材187との間にはコイルスプリング193が介挿されている。又、上記筒部材189の下方には筒部材195と筒部材197が配置されていて、これらは複数本の固定ボルト199によって取付・固定されている。又、シャフト177の下端にはコイルスプリング保持部材201が固定ねじ203によって取付・固定されている。上記コイルスプリング保持部材201と筒部材197の鍔部205との間にはコイルスプリング207が介挿されている。
【0032】
上記筒部材197の下端にはラップバー保持筒部材209が複数本の固定ボルト211によって取付・固定されている。このラップバー保持筒部材209によって既に説明したラップバー129を保持するものである。
【0033】
そして、筒部材189を含んだ下方の構成部分がシャフト177に対して垂下された状態にあり、昇降可能に取り付けられている。常時は、筒部材189を含んだ下方の構成部分が下方に下降した状態にあり、それによって、コイルスプリング207が圧縮された状態にある。これに対して、ラップバー129の先端部が下降動作時にボールナット105の何処かに当接すると、筒部材189を含んだ下方の構成部分が、コイルスプリング193のスプリング力に抗して上昇するようになっている。
【0034】
又、図11に示すように、ラップバーホルダ127の側方であって所定位置にはスイッチ221が配置されていて、このスイッチ221はブラケット223によって所定位置に取り付けられている。そして、上記筒部材189を含んだ下方の構成部分が下降した状態にあるときにはスイッチ221は「オフ」の状態にある。これに対して、筒部材189を含んだ下方の構成部分が上昇するとことによりスイッチ221が「オン」の状態となる。
【0035】
又、上記ブラケット223の取付構造であるが、図12に示すように、まず、ブラケット223側に上下方向に延長して形成された長穴225が形成されている。この長穴225に2本の固定ねじ227、227が通され、これら2本の固定ねじ227、227をスピンドル機構125に螺合させていくことにより取付・固定する。そして、上記長穴225の範囲内でブラケット223を上下させ、それによって、スイッチ221の位置を調整できるようになっている。
【0036】
又、スイッチ221の反対側にはガイド部材231がブラケット233を介して取り付けられている。又、上記ブラケット233の取付構造であるが、図13に示すように、まず、ブラケット233側に上下方向に延長して形成された長穴235が形成されている。この長穴235に2本の固定ねじ237、237が通され、これら2本の固定ねじ237、237をスピンドル125に螺合させていくことにより取付・固定する。そして、上記長穴235の範囲内でブラケット233を上下させ、それによって、ガイド部材231の位置を調整できるようになっている。
【0037】
以上の構成を基にその作用を説明する。
まず、ラップ径調整用ステッピングモータ147を駆動することによってラップバー本体133のラップ径を調整・設定する。又、チャック手段103側にラップ仕上げ対象物であるボールナット105をセットする。次に、所定の回転数にてサーボモータ131を正転させると共にサーボモータ117を駆動してスライド台109を下降させていく。それによって、回転しているラップバー129が所定の回転数と所定の送り速度にてボールナット105内に螺合されていき、それによって、ラップ仕上加工が施されることになる。
【0038】
ボールナット105がラップバー129に螺合していく際、ボールナット105側の内径の大小によって発生するトルクが変化する。すなわち、内径が大きい箇所では発生するトルクは小さなものとなり、逆に内径が小さい箇所がある場合にはラップ仕上加工時の抵抗が大きくなるのでトルクが増大することになる。このようなトルクの変化はサーボモータ131の図示しないトルク検出手段によって常時検出されている。そして、トルクが予め設定された値を超えた場合には、サーボモータ131に制御信号が出力されて逆転動作を行わせると共にサーボモータ117にも制御信号が出力されてスライド台109を上昇させる。
【0039】
そして、上記サーボモータ131の回転数が落とされると共に再度正転し、且つ、サーボモータ117にも制御信号が出力されてスライド台109を下降させる。つまり、回転数を落とした状態で再度ラップ仕上加工を行うものである。以下、回転数を調整しながら正転・逆転を適宜繰り返しながらボールナットのネジ溝に対して所望のラップ仕上加工を施していくものである。
したがって、前記第1の実施の形態の場合と同様の作用・効果を奏することができるものである。
又、ラップ径を所望の径に自動的に調整・設定できるものである。
【0040】
上記内容が概略の作用であるが、ラップ動作開始時の作用及びその後のトルク管理を伴う作用について詳しく説明する。
まず、ラップ仕上加工開始時の作用を図15のフローチャートに示す。まず、スタートして、送り動作を開始する(ステップS1)。すなわち、サーボモータ117を駆動してスライド台109を下降させていく。次に、ステップS2に移行して、スイッチ221がオンしたか否かの判別がなされる。つまり、サーボモータ117を駆動してスライド台109を下降していくと、ラップバー129の先端がボールナット105の何処かに当接してそれ以上の下降が規制される。一方、サーボモータ117の駆動によるスライド台109の下降は継続されているので、結局、筒部材189を含んだ下方の構成部分が相対的に上昇することになり、それによって、スイッチ221が「オン」するものである。
【0041】
ステップS2においてスイッチ221が「オン」していると判別された場合には、ステップS3に移行して、サーボモータ117の駆動によるスライド台109の下降動作を停止させると共に回転させる。この回転動作によって、ラップバー129が回転することになり、それによって、ラップバー129がボールナット105に対して所定の位置に位置決めされることになる。つまり、ラップバー129のねじ部129aがボールナット105の溝に螺合することになる。そして、そのような両者の噛合により、筒部材189を含んだ下方の構成部分が僅かにが下降することになる。
【0042】
次に、ステップS4に移行して、スイッチ221が「オフ」したか否かを判別する。上記したように、ラップバー129が回転することによりそのねじ部129aがボールナット105の溝に螺合することになる。そして、そのような両者の噛合により、筒部材189を含んだ下方の構成部分が僅かに下降し、その結果、オンしていたスイッチ221が「オフ」することになる。ここでスイッチ221が「オフ」したと判別された場合には、ステップS5に移行する。そして、回転動作と同期させながら送り動作、すなわち、サーボモータ117の駆動によるスライド台109の下降動作を再開する。
次に、ステップS6に移行して、トルク管理を行いながら、所定のラップ仕上加工を行うものである。以上が一連のラップ下降時の作用である。
【0043】
次に、図15のステップS6にて示したトルク管理を伴ったラップ仕上加工について、図16乃至図18のフローチャートを参照して説明する。まず、ステップS11において、ラップバー129を回転させながら送り動作を行う。すなわち、回転動作と同期させながらサーボモータ117の駆動によってスライド台109を下降させるものである。これによってラップ仕上加工が行われることになる。
【0044】
次に、ステップS12に移行して、ラップ仕上加工時のトルクが設定値を超えていないかどうかの判別が行われる。トルクが設定値を超えていない場合にはステップS13に移行する。これに対して、トルクが設定値を超えている場合には図17に示すフローに移行する。図17のフローについては後で詳細に説明する。
上記ステップS13においては、所定量の送りが完了したか否かの判別が行われる。所定量の送りが完了していないと判別された場合には、ステップS11に戻る。これに対して、所定量の送りが完了していると判別された場合には、ステップS14に移行する。
【0045】
ステップS14においては、ラップバー129を逆転させると共にスライド台109を上昇させるものである。次に、ステップS15に移行して、逆転・戻し時におけるトルクが設定値を超えていないかどうかの判別が行われる。逆転・戻し時のトルクが設定値を超えていると判別された場合には、図18に示すフローに移行する。図18に示すフローについては追って詳細に説明する。
これに対して、トルクが設定値を超えていないと判別された場合には、ステップS16に移行する。ステップS16では、所定の戻し量が終了したか否かの判別がなされる。
【0046】
ステップS16において、所定の戻しが終了していないと判別された場合には、ステップS14に戻る。これに対して、所定量の戻しが終了していると判別された場合には、ステップS17に移行して、所定回数のラップ動作が完了したか否かの判別がなされる。通常、ラップバー129が往復動して1回のラップ仕上加工が終了したことになり、例えば、これを20回と設定しておけば、ラップバー129が20往復して所定回数のラップ仕上加工が完了したことになる。
そして、所定回数のラップ仕上加工が完了したと判別された場合には終了し、完了していないと判別された場合には、ステップS11に戻るものである。
【0047】
次に、図17に示すフローを説明する。図17に示すフローは、正転・送り時にトルクが設定値を超えたと判別された場合のフローである。この場合には、ステップS21に移行して、ラップバー129を逆転させると共に低速にて戻す動作、すなわち、スライド台109を上昇させるものである。そして、ステップS22に移行して、逆転・戻し時のトルクか設定値を超えているか否かの判別を行う。トルクが設定値を超えていないと判別された場合には、ステップS23に移行して、所定量戻したか否かの判別を行う。所定量戻したと判別された場合には、図15に示すステップS11に移行して、正転・送り動作を再開する。これに対して、所定量戻していないと判別された場合には、ステップS21に移行する。
【0048】
又、ステップS22において、逆転・戻し時のトルクが設定値を超えていると判別された場合には、図15に示すフローのステップS11に移行して、正転・送り動作に切り換えるものである。
つまり、正転・送り動作と逆転・戻し動作をトルク管理の下に適宜切り換えながらラップ動作を行っていくものである。
【0049】
図18に示すフローの場合も同様である。図18に示すフローは、逆転・戻し時にトルクが設定値を超えたと判別された場合のフローである。この場合には、ステップS31に移行して、ラップバー129を正転させると共に低速にて送る動作、すなわち、スライド台109を下降させるものである。そして、ステップS32に移行して、正転・送り時のトルクか設定値を超えているか否かの判別を行う。トルクが設定値を超えていないと判別された場合には、ステップS33に移行して、所定量送ったか否かの判別を行う。所定量送ったと判別された場合には、図15に示すステップS14に移行して、逆転・戻し動作を再開する。これに対して、所定量送っていないと判別された場合には、ステップS31に移行する。
【0050】
又、ステップS32において、正転・送り時のトルクが設定値を超えていると判別された場合には、図15に示すフローのステップS14に移行して、逆転・戻し動作に切り換えるものである。
つまり、逆転・戻し動作と正転・送り動作をトルク管理の下に適宜切り換えながらラップ動作を行っていくものである。
【0051】
以上この第2の実施の形態によると、前記第1の実施の形態の場合と同様の作用・効果を奏することができるものである。
又、ラップ径を所望の径に自動的に調整・設定できるものである。
又、ラップ仕上加工開始時において、ラップバー129のねじ部129がボールナット105の溝部に正確に螺合するように位置決めするようになっているので、ラップ仕上加工時にボールナット105の溝を誤って削ってしまうといったことをなくすことができる。
又、そのような位置決めを行う為の構成は極めて簡単であり、位置決めを行う為に複雑な構成を要することもなければ、複雑な制御を要することもない。
又、この実施の形態におけるトルク管理に基づく制御は、正転時のみならず逆転時にもトルク管理を行っており、よって、ボールナット105の溝を損傷させることなく、且つ、精度の高いラップ仕上加工を行うことができる。
【0052】
尚、本発明は前記第1及び第2の実施の形態に限定されるものではない。
前記第1及び第2の実施の形態ではトルク検出手段の検出信号に基づいて、制御手段によって駆動モータやサーボモータの正転・逆転、回転数を自動的に制御するようにしたが、それに限定されるものではない。例えば、作業員がスイッチ操作することにより駆動モータやサーボモータの正転・逆転、回転数を調整するようにすることも考えられる。この場合には完全な自動化ではないが、作業の省力化を図ることはできる。
前記第1及び第2の実施の形態の場合にはラップ工具としてねじ状のラップバーを想定し、それによって、ボールナットのネジ溝にラップ仕上加工を施す場合を例に挙げて説明したが、逆に、ナット状のラップ工具を想定し、それによって、ボールネジのネジ面をラップ仕上加工する場合も考えられる。その他様々なケースが想定される。
【0053】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によるラップ盤とラップ盤の運転方法によると、まず、ラップ仕上加工作業の省力化を図ることができ、それによって、作業効率を向上させてコストの低減を図ることができる。又、従来のように熟練した作業員を要することもない。
又、ラップ仕上加工時のトルクを検出してそれに基づいて駆動モータの正転・逆転、回転数を制御するようにした場合には略完全に自動化することが可能となり上記効果をより高めることができる。
又、ラップ径の調整を可能にした場合には任意の値に調整・設定することができる。
又、ラップ径を所望の径に自動的に調整・設定できるものである。
又、ラップ仕上加工開始時において、ラップ工具がラップ仕上対象物に正確に位置決めできるようになっているので、ラップ工具とラップ仕上対象物の位置ずれに起因した損傷等を防止することができる。
又、そのような位置決めを行う為の構成は極めて簡単であり、位置決めを行う為に複雑な構成を要することもなければ、複雑な制御を要することもない。
又、トルク管理に基づく制御は、正転時のみならず逆転時にもトルク管理を行っており、よって、ラップ工具とラップ仕上対象物の双方を損傷させることなく、且つ、精度の高いラップ仕上加工を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態を示す図で、ラップ盤の正面図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態を示す図で、ラップ盤の平面図である。
【図3】本発明の第1の実施の形態を示す図で、ラップ盤の側面図である。
【図4】本発明の第1の実施の形態を示す図で、ラップ盤のチャック手段の正面図である。
【図5】本発明の第1の実施の形態を示す図で、ラップバーの平面図である。
【図6】本発明の第1の実施の形態を示す図で、(a)はボールナットの正面図、(b)はボールナットの断面図である。
【図7】本発明の第2の実施の形態を示す図で、ラップ装置の全体の構成を示す正面図である。
【図8】本発明の第2の実施の形態を示す図で、ラップ装置の全体の構成を示す側面図である。
【図9】本発明の第2の実施の形態を示す図で、ラップ装置の全体の構成を示す平面図である。
【図10】本発明の第2の実施の形態を示す図で、ラップバーの構成を示す断面図である。
【図11】本発明の第2の実施の形態を示す図で、ラップ装置のフローティング部及びその近傍の構成を示す正面図である。
【図12】本発明の第2の実施の形態を示す図で、ラップ装置のフローティング部及びその近傍の構成を示す側面図である。
【図13】本発明の第2の実施の形態を示す図で、ラップ装置のフローティング部及びその近傍の構成を示す側面図である。
【図14】本発明の第2の実施の形態を示す図で、フローティング部の構成を示す断面図である。
【図15】本発明の第2の実施の形態を示す図で、作用を説明するためのフローチャートである。
【図16】本発明の第2の実施の形態を示す図で、作用を説明するためのフローチャートである。
【図17】本発明の第2の実施の形態を示す図で、作用を説明するためのフローチャートである。
【図18】本発明の第2の実施の形態を示す図で、作用を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
1 基台
3 駆動モータ
15 ラップバー(ラップ工具)
17 チャック手段
19 ボールナット(ラップ仕上対象物)
51 トルク検出手段
53 制御手段
Claims (11)
- 基台と、
上記基台上に設けられ正転・逆転可能な駆動モータと、
上記基台上に設けられ上記駆動モータによって正転・逆転されラップ仕上げ用ねじ部を備えたラップ工具と、
上記基台上であって上記ラップ工具に対向する側に配置されねじ部を有するラップ仕上対象物を保持するチャック手段と、
上記ラップ工具側と上記チャック手段側とを相対的に離接させる駆動手段と、を具備し、
上記ラップ工具のラップ仕上げ用ねじ部を上記ラップ仕上げ対象物のねじ部に螺合させながら進退させることにより上記ラップ仕上げ対象物のねじ部にラップ仕上げ加工を施し、
上記ラップ仕上加工開始時に上記ラップ工具とラップ仕上対象物を相対的に接近させ、
上記ラップ工具がラップ仕上対象物に当接したことを検知して送り動作を停止し、
上記ラップ工具を回転させることによりラップ工具のラップ仕上げ用ねじ部とラップ仕上対象物のねじ部を螺合させて位置決めを行い、
上記位置決めが完了したことを検知してラップ工具の回転と送り動作を再開してラップ仕上加工を施すようにしたことを特徴とするラップ盤。 - 請求項1記載のラップ盤において、
上記駆動手段は上記駆動モータの回転を上記チャック手段側に伝達して駆動モータの正転・逆転に対応して上記チャック手段を往動・復動させるものであることを特徴とするラップ盤。 - 請求項1記載のラップ盤において、
上記駆動手段は上記駆動モータと上記ラップ工具を往復動させるものであることを特徴とするラップ盤。 - 請求項1〜請求項3の何れかに記載のラップ盤において、
ラップ盤は横型であることを特徴とするラップ盤。 - 請求項1〜請求項3の何れかに記載のラップ盤において、
ラップ盤は縦型であることを特徴とするラップ盤。 - 請求項1〜請求項5の何れかに記載のラップ盤において、
上記ラップ工具はねじ状のラップバーであり、上記チャック手段側にラップ仕上対象物としてのナットを取り付け、上記ラップバーによって上記ナットにラップ仕上加工を施すものであることを特徴とするラップ盤。 - 請求項1〜請求項5記載の何れかに記載のラップ盤において、
上記ラップ工具はナット状のものであり、上記チャック手段側にラップ仕上対象物としてのねじを取り付け、上記ラップ工具によって上記ねじにラップ仕上加工を施すものであることを特徴とするラップ盤。 - 請求項1〜請求項7の何れかに記載のラップ盤において、 上記駆動伝達手段はボールネジ・ボールナット機構を備えるものであることを特徴とするラップ盤。
- 請求項1〜請求項8の何れかに記載のラップ盤において、
ラップ仕上動作時のトルクを検出するトルク検出手段と、
該トルク検出手段の検出信号に基づいて駆動モータの正転・逆転の切換と回転数を制御する制御手段と、
が設けられていることを特徴とするラップ盤。 - 請求項1〜請求項9の何れかに記載のラップ盤において、
ラップ工具の径を調整可能としたことを特徴とするラップ盤。 - 請求項9記載のラップ盤において、
ラップ工具を正転させた状態でラップ仕上対象物方向に送りラップ仕上加工を施し、
該送り動作時にトルクが予め設定された設定値を超えた場合にはラップ工具を逆転させた状態で戻し、
該戻し動作時にトルクが予め設定された設定値を超えた場合にはラップ工具を正転させた状態で送り、
以下、正転・送り動作時及び逆転・戻し動作時の両方においてトルクを監視しながら適宜切り換えてラップ仕上加工を施すようにしたことを特徴とするラップ盤。
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